准静止锋
位置静止或少动的锋
准静止锋(Quasi-Stationary Front),又称“静止锋”,锋面系统的一种,指锋面两侧气团势力相当、位置静止或少动的锋。其锋面坡度较小,锋面两侧的气温、日照、风、相对湿度等气象要素都存在着明显不连续。
准静止锋在锋面两侧势力相近的冷、采暖散热器团汇合时形成,一般维持时间较长,气象变化强度较低。根据云系发展的位置,准静止锋可以被分为云系发展在锋上的准静止锋和云系发展在锋下的准静止锋两类。准静止锋分布广泛,主要分布于中纬度区域。在世界范围内,准静止锋主要分布在北美洲和南美洲东部、亚洲东部中纬度地区等区域。在中国,准静止锋主要分布于东南、西南和西北
准静止锋活动频繁,可引起持久降水和暴雨天气,造成空气污染。准静止锋带来的降水还会对相关地区微生物的构成产生影响。据相关研究,当前准静止锋的实时位置已可通过温度梯度、湿度梯度和位温这三个指标进行确定。
定义
准静止锋是锋面系统的一种,通常指在锋面中冷、暖气团势力相当,两侧气团移动缓慢,锋面整体移动缓慢或呈准静止状态的锋。在气象监测实务中,一般将6小时内、连续两张天气图上锋面位置变动较小的锋面确认为准静止锋。
准静止锋在地图上通常用三角蓝色实线和半圆红色实线表示。
形成
形成过程
准静止锋一般由冷锋暖锋转化而成。受地势起伏或气团运动的影响,相遇的冷、暖气团势力相近。锋面的移动趋于停滞,使得准静止锋形成。在准静止锋维持期间,受影响地区一般会产生持续降水南岳云雾茶天气。静止锋一般在几天后消失或者转为切变线,也有可能在高空条件变化后转化为冷锋或暖锋。
影响因素
准静止锋在大气环流气团属性、季节、地形等因素的综合作用下形成,其中大气环流与地形因素对准静止锋的形成有着突出影响。
大气环流是准静止锋的重要成因,地球上的大规模空气流动会造成势力相当的冷、暖气团相遇,从而产生准静止锋。例如,受大气环流影响,极锋在中纬度地区长期存在,并在一定条件下被转化为准静止锋。极锋是极地气团热带气团之间的半永久性的锋。当极地气团与热带气团之间的交界面趋于静止时,极锋被称为准静止锋。随着两侧气团势力的变化,极锋还会进一步演变为冷锋暖锋锢囚锋
地形也是促成准静止锋的条件之一,气团行进方向上的地势起伏会阻挡气团运动、削弱气团势力,使得锋面两侧气团势力趋于均衡,从而形成准静止锋。在昆明准静止锋天山准静止锋的形成过程中,地形因素的影响较为突出。例如,在云贵准静止锋形成时,西风带向东推进,使大气低层大陆高压破裂,导致冷空气南下。南下的冷空气因受青藏高原高海拔的阻挡,便其沿高原绕行,经过河西走廓,翻越秦岭,经由四川盆地南下,然后沿大凉山东侧上爬至云南高原东北部和贵州高原。最后,云贵高原的山脉对冷空气层层阻挡,其便渐渐趋于静止,即由冷锋转变为准静止锋。
主要特征
气压
在准静止锋锋面两侧,气压场中存在较为明显的变化。准静止锋两侧的气压分布不对称,一侧为高气压的冷气团,而另一侧为低气压的采暖散热器团。这种气压差异导致在准静止锋控制下有时还会形成风速较大的区域。例如,在云贵高原地区,云贵准静止锋锋面的斜压性、锋生强迫和锋面次级环流使得倾斜对流得以发展,从而造成了大风甚至冰雹的现象。
气温
准静止锋通常在交界面后部具有宽阔的温度梯度带。由于准静止锋的移动速度较慢,因此温度差异在锋线两侧可以持续较长时间,造成稳定的气候分界线。例如,云贵准静止锋使得锋线两侧的云南省贵州省呈现出了迥异的气候特点。
降水
准静止锋是长时间持续降水的常见原因。由于锋面较为静止,暖湿空气可以持续上升并在锋面上方冷却,形成云和降水。这种降水往往持续时间较长,区域也较为集中。
由于准静止锋移动缓慢,并常常来回摆动,使阴雨天气持续时间长达10天至半个月,甚至一个月以上。直至该准静止锋转为冷锋暖锋移出该地区或锋消失以后,天气才能转睛。初夏时,如果采暖散热器团湿度增大,低层升温,气层可能呈现不稳定状态,锋上也可能形成积雨云雷阵雨天气。
季节性
准静止锋的出现和活跃有明显的季节性特征。与此同时,由于不同准静止锋的具体性质、成因不同,其产生时间存在着较大差异。例如,江淮平原的梅雨锋产生于海洋上的湿采暖散热器流与陆地南下冷空气的对峙,因而盛行于暖湿气流势力较强的初夏。云贵准静止锋的主要成因是南下冷空气受地形阻挡停滞,形成锋面,因而云贵准静止锋盛行于冷空气势力较强的冬半年。在美洲地区,准静止锋于初春时也会偶尔出现。
主要类型
按成因划分
根据准静止锋的成因,准静止锋可以被两类,分别为地形引起的准静止锋、气团运动引起的准静止锋。
地形引起的准静止锋形成位置相对固定,通常位于山脉的迎风面或背风面,典型代表为天山准静止锋。此类准静止锋由地形阻挡作用形成。当气团遇到山脉等地形障碍时,被迫停滞或减速,形成准静止锋。其影响范围相对局限,主要集中在山脉两侧,造成降雨、空气污染等影响。
气流运动引起的准静止锋形成位置相对不固定,可能会出现锋面摆动的现象,典型代表为江淮准静止锋。其位置更多取决于大气环流的模式和气压系统的相互作用。气流运动引起的准静止锋影响范围较广,会造成大范围的降水或降温。
按云系位置划分
根据云系发展的位置,准静止锋还可以被分为两类,分别为云系发展在锋上的准静止锋、云系发展在锋下的准静止锋。
云系发展在锋上的准静止锋伴随着明显的降水,其典型代表为华南准静止锋。此类准静止锋大多是由于冷锋减弱演变而成的。同冷锋相比,其锋面坡度更小,云区、降水区更为宽广。其降水区区域大,降水强度低,为连续性降水。
云系发展在锋下的准静止锋并无明显降水,其典型代表为昆明准静止锋。昆明准静止锋是南下冷空气为山所阻而呈形成的。锋上采暖散热器团干燥而且爬升缓慢,并未产生大规模云系和降水;而锋下的冷空气沿山坡滑升,在湍流混合作用下可形成较薄的雨层云,并常伴有连续性降水
分布
准静止锋是由势力相近的冷、暖气团汇合形成的锋面,因此准静止锋主要分布在冷、暖气团大规模相遇的温带地区。除此之外,地势起伏较大的山地区域也更容易阻挡冷、暖气团,使冷、暖气团相对静止,从而形成准静止锋。
世界分布
在世界范围内,准静止锋在北美洲南美洲都有所分布。受副热带高气压带极地低压带影响,加之大西洋水汽的作用,准静止锋在北美洲东部和东南部都时有出现。其具体形成地点包括古巴东部、南卡罗来纳州密歇根州新泽西州等大西洋沿岸地区。北美洲东部的准静止锋常引发大风、暴雨、雷暴极端天气,还曾导致特拉华河流域水位暴涨。
南美洲的准静止锋则主要分布于巴西东南部,导致沿南大西洋辐合带(SCAZ)生成,进而深入热带。当巴西南部和东部静止锋区出现时,热带地区的水汽输送向东转移,沿与着静止锋区远离阿根廷平原,向巴西东南部移动。由于上述过程,亚马孙河流域西南部对流的规模、降雨强度和垂直结构,会受到静止锋向热带渗透程度的强烈影响。
中国分布
中国的准静止锋分布广泛,主要有华南准静止锋、江淮准静止锋、天山准静止锋、云贵高原准静止锋四个规律性的准静止锋。
华南准静止锋主要活动于南岭山脉或南海地区。一年四季都可见到,但多出现于冬春两季,秋季出现最少。冬季降水不强,春夏季可发生暴雨,持续数天,甚至10天以上。华南准静止锋的位置,随季节不同而有所变化。冬半年,锋面北侧冷高压势力强大,锋区位置偏南;夏半年,锋面南侧副热带高气压带势力强大,使锋区位置偏北。江淮准静止锋高空则与亚热带锋区相连,低空一般有江淮切变线与之配合,常形成连阴雨天气。降水区主要在700百帕切变线和地面锋线之间,850百帕切变线附近降水量最大,常出现暴雨。
天山准静止锋则是来自西伯利亚地区和北大西洋的不太强的冷锋进入准噶尔盆地后,被天山阻挡,使冷锋停滞不前而形成的,造成阴雾或微雪天气。天山北坡和北疆大部分地区冬、春降水较多就与天山准静止锋活动有关。云贵准静止锋是东亚冷空气爆发并向南扩展时,受西南高原地形阻挡形成的一种独特的锋面系统。是冬季影响中国南方天气的重要系统。昆明准静止锋是青藏高原东部特殊地形的产物,其主要影响是携带来(强)冷空气侵袭云南省,如倒春寒,还会激发强对流天气,其中风雹和春季暴雨较为常见。
主要影响
对气候的影响
准静止锋的活动区域冷、暖气团交汇,可引起地表持久降水。例如,华南地区水汽丰沛,华南准静止锋上有云系和降水,春季和初夏易造成华南前汛期暴雨。在冬季,华南准静止锋更可与昆明准静止锋共同作用,造成南方大范围冻雨。江淮准静止锋也常引起强烈降水,尤其当有气旋发展、西南涡流向东移动时,可出现暴雨甚至大暴雨。
由于准静止锋内部气团性质差异大,也会引起准静止锋两侧气候的显著差异。冬半年冷锋南下时,其西部可在贵州-云南省之间停滞,形成西北-东南走向的昆明准静止锋。在其冷空气一侧的贵州省,多连绵阴雨;在暖空气一侧的云南,冬季晴朗暖和,造成昆明市四季如春。
与此同时,当准静止锋控制区域时,空气质量还会随潮湿环境而恶化。受准静止锋影响,空气中PM2.5的含量会有所增高,空气中的一氧化氮等气体也会在潮湿的大气中生成硝酸盐等污染物,使空气质量恶化。
对微生物活动的影响
准静止锋通常会引发持续降雨,将云层中携带的细菌转移到地表,从而改变地表微生物的构成状况。相关研究还表明,同冷锋降水时携带的细菌相比,准静止锋中的细菌存活率更高,达到80%以上。除此之外,降雨时地表原有的细菌会被长期降雨冲走,空气中原有的细菌也可能会被大雨稀释。更重要的是,部分准静止锋云层中的蒸汽来自洋面,携带着与陆地截然不同的微生物群落,当此类微生物群落随降雨被转移至地表时,也会对微生物的构成带来进一步的改变。
典型案例
江淮准静止锋
每年夏初,来自洋面温暖湿润气流与自蒙古西伯利亚高压南下的冷空气交锋、对峙,在长江中下游平原淮河形成了一种对当地气候有显著影响的天气系统——江淮准静止锋。它是形成梅雨的重要天气系统,会在入夏之初时使长江中下游地区形成“梅雨”天气。"清明时节雨纷纷""黄梅时节家家雨”,便是对梅雨天气的形容。
云贵准静止锋
云贵准静止锋又称“昆明准静止锋”,位于云贵高原。主要由变性极地大陆气团和西南气流受云贵高原地形阻滞演变而形成。云层低而薄,易形成连阴雨天气。贵州高原“天无三日晴”便同昆明准静止锋活动有关。多出现于冬季,其间出现日数约占全年1/2。锋区位置多在贵阳市昆明市之间,略呈西北至东南走向。
昆明市准静止锋的位置,约有85%位于昆明与贵阳市之间。如冷空气势力强、活动范围广,锋面可位于昆明以南,锋面东南部可同华南准静止锋相连。如冷空气势力弱,准静止锋也可能位于贵阳以北。
参考资料
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锋还是风.光明网.2023-10-31
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科普:昆明准静止锋.中国天气网.2023-10-31
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NWS Lincoln, IL -- SWOP event summary.National Weather Service.2024-05-08
国家气象信息中心.中国气象数据网.2023-10-31
目录
概述
定义
形成
形成过程
影响因素
主要特征
气压
气温
降水
季节性
主要类型
按成因划分
按云系位置划分
分布
世界分布
中国分布
主要影响
对气候的影响
对微生物活动的影响
典型案例
江淮准静止锋
云贵准静止锋
参考资料